Схема нарезания резьбы метчиком. Черчение

Нередко в ходе ремонта возникает необходимость прочного крепления частей какой-либо конструкции, и соединение с помощью винта и гайки по-прежнему остается одним из наиболее надежных. Однако бывает так, что есть винт, но нет подходящей гайки. Выход один - самостоятельно нарезать резьбу.

Немного теории

Прежде всего, необходимо выбрать подходящий инструмент. Ассортимент всевозможных режущих приспособлений достаточно широк - это шлифовальные круги, фрезы, напильники, метчики, плашки и другие. Часто и специалисты, и народные умельцы легко пользуются многими из них, тогда как нарезать резьбу умеют далеко не все.

При изготовлении гайки либо в любом другом случае, когда требуется внутренняя резьба, используют метчики. Внешний вид метчика вполне ожидаемо напоминает винт - совершенно верно, именно винт вкручивается в гайку!

Но в данном случае этот «винт» превращен в режущий инструмент. Изготавливают метчики из твердой инструментальной стали, и режущие кромки у него достаточно острые. Если метчик изношенный, со следами коррозии или стертыми режущими кромками, то нарезать хорошую резьбу не получится.

Вершина метчика имеет форму конуса - это облегчает центрирование инструмента в процессе нарезания резьбы, а по бокам расположены специальные канавки, в которые попадает образующаяся стружка. Надо сказать, что существуют и «бесканавочные» метчики.

Метчики выпускают ручные и машинные. Важное отличие ручного инструмента в том, что метчик прорезает заготовку не на всю глубину профиля, а делит его на части. Потому существует несколько метчиков на размер одной резьбы, и различаются они по количеству кольцевых канавок, нанесенных на «хвост» инструмента (соответственно - номер первый, номер второй и т.д.) Существует и специальный «черновой» метчик, который маркируется кольцевым ободком.

Вначале определяют диаметр резьбы. Здесь необходимо учитывать длину шага резьбы. Если требуется М20х1 (диаметр 20, шаг резьбы 1), то внутренний диаметр будущей гайки будет 19 мм.

Отверстие под резьбу в заготовке можно сделать с помощью дрели. Сверло необходимо направлять только перпендикулярно к поверхности, иначе заготовка будет безнадежно испорчена.

Первый шаг - черновое нарезание резьбы, для чего используется соответствующий инструмент, затем проводят все остальные этапы работы. Закрепляют метчик с помощью специального воротка, но, в крайнем случае, подойдет и разводной ключ.

Важные замечания

• Работать с метчиками следует аккуратно - твердые стали, как правило, отличаются повышенной хрупкостью, поэтому существует риск поломки инструмента. В любом случае желательно иметь запасные метчики.
• Нарезание резьбы проводят, используя последовательно весь набор метчиков. Если в спешке пропустить хотя бы один этап, то качественная резьба не получится.
• При работе с цветными сплавами (медными, оловянными или алюминиевыми) необходимо периодически выкручивать метчик и удалять стружку.
• Стружку черных металлов удаляют обратным поворотом инструмента.
• Для снижения трения можно использовать скипидар, керосин или льняное масло. Не нужно применять смазку при работе с чугуном и бронзой.
• В процессе работы периодически проверяют положения режущего инструмента по отношению к заготовке - метчик должен находиться только под прямым углом к поверхности.
• Если резьба нарезается в глухом отверстии, то глубина самого отверстия должна быть немного больше, чем глубина нарезной части.

Надо помнить, что при нарушении правил работы хорошая резьба не получится, а метчик может сломаться во время работы. Извлечь обломок резца бывает проблематично, кроме того, заготовка может быть окончательно испорчена.

Для получения хорошего результата всегда требуется навык, поэтому в случае, если работа выполняется впервые, желательно запастись несколькими заготовками под резьбу. Лучше сначала узнать на практике, как правильно нарезать резьбу метчиком. Некоторое количество первоначально испорченных образцов обеспечат уверенную работу в будущем.

В настоящее время трудно представить проведение слесарных работ без специального резьбонарезного инструмента.

Этим инструментом можно нарезать резьбу на изделиях из цветных металлов и стали.

Метчики

Внутреннюю резьбу на детали нарезают при помощи метчиков.

Метчики для нарезания дюймовой и метрической резьбы обычно изготавливаются комплектами, состоящими из двух штук.

Метчики для дюймовой резьбы (менее 2 дюймов) и для метрической резьбы от 32 до 54 мм с шагом более 3 мм изготавливаются комплектами, состоящими из трех штук. В такие комплекты входят первый (черновой), второй (средний) и третий (чистовой).

На хвостовой части первого метчика имеется одна круговая риска, на хвостовой части второго - две, а на хвостовой части третьего - три.

Размер резьбы указывается также на хвостовой части метчика.

При нарезании резьбы вручную для метчика используется специальный вороток.

Подробнее про метчики видео в конце статьи.

Как нарезать резьбу метчиком

Нарезание резьбы метчиком на первый взгляд выглядит просто, но это не значит что получится легко и с первого раза. Особое внимание уделите выбору качественного инструмента. Тупой метчик есть все шансы заломать. Добывать обломок из отверстия та ещё морока.

При нарезании резьбы придерживайтесь правила: 1 - 2 оборота вперед (режем резьбу) - 0.5 - 1 оборота назад.

При нарезании резьбы в глухих отверстиях неизбежно скопится стружка, необходимо выкручивать метчик и удалять металлические отходы из отверстия и с метчика.

Если метчик извлекался полностью, то будьте внимательны при очередном его вкручивании или при проходе следующим номером. Необходимо попасть уже нарезанную резьбу и не срезать её.

Диаметр просверленного отверстия должен соответствовать диаметру резьбы (таблица 1):

Отклонения от указанных значений приведут к некачественной резьбе.

И конечно, не забываем про смазку (масло, керосин, солидол и т.д.).

Плашки

Наружная резьба нарезается с использованием плашек.

Плашки производятся раздвижные (призматические), накатные и круглые. Круглые лерки подразделяются на разрезанные и цельные.

Цельные круглые лерки используют для нарезания на деталях метрической резьбы диаметром от одного до 76 миллиметров. Для нарезки на деталях дюймовой резьбы используются плашки, имеющие диаметр от 1/4 до 2 дюймов.

При ручной нарезки резьбы плашки зажимаются в вороток специальной конструкции -леркодержатель.

Необходимо обязательное использование смазывающих жидкостей и соответствия размеров таблице 2:

Процесс нарезания наружной резьбы наглядно представлен на видео:

Обратите внимание на обратные вращения (противоположные основному рабочему ходу инструмента).

Специальные плашки и метчики

Специальные плашки и метчики являются инструментом, который изготовлен с разными отклонениями от стандартов DIN, ISO, ANSI и других. Изменения могут затрагивать степень точности, длину и форму хвостовика, количества ниток на один дюйм, шаг резьбы, диаметр нарезаемой резьбы и другие параметры.

Стандартные лерки и метчики изготавливаются из быстрорежущей стали марки HSS, а также из улучшенной быстрорежущей стали с добавлением ванадия и кобальта марки HSS-E. На специальные метчики также наносятся различные износостойкие покрытия.

Резьбомер

Для контроля формы профиля, диаметра и шага резьбы используются специальные и универсальные инструменты.

Для проверки профиля резьбы применяется резьбомер.

Для точного контроля иногда используются специальные микроскопы. Диаметр резьбы можно замерить также и штангенциркулем.

О том, как нарезать резьбу метчиком вручную, должен знать каждый человек, связанный с монтажом металлоконструкций или выполняющий различные ремонтные работы. Это один из базовых навыков слесарного дела, который у опытных работников доведен до автоматизма.

Метчики предназначенны для охвата вращающим инструментом (воротком) или закрепления в патроне станка.

Базовый инструмент

Для выполнения внутренних резьб ручным способом используются различные метчики, изготавливаемые из углеродистых или быстрорежущих сталей. Они представляют собой металлический стержень с рабочей частью и хвостовиком, предназначенным для охвата вращающим инструментом (воротком) или закрепления в патроне станка. Рабочая часть с наружной резьбой имеет коническую форму, для выхода стружки в ней предусмотрены продольные канавки.

Существует несколько разновидностей метчиков, но не все они пригодны для ручного выполнения внутренней резьбы. Например, машинные могут использоваться лишь на станках в силу своей конструкции. Для производства ручных работ подходят следующие виды метчиков:

1. Комплектные. Из названия следует, что это комплект из нескольких изделий (3-5 штук) одинакового диаметра, применяющихся поочередно. Позволяют добиться четкого профиля резьбы, хотя операция занимает некоторое время.
2. Машинно-ручные. Разновидность машинного инструмента, в котором конец хвостовика имеет прямоугольное сечение для охватывания воротком. Резьба нарезается за один проход.

Кроме того, метчики могут иметь различное исполнение в зависимости от типа резьбы. Наиболее часто встречается метрическая, реже – цилиндрическая и трубная.

Как правило, при монтаже металлоконструкций производственных зданий (ангаров, теплиц и прочих сооружений), не подверженных вибрациям, используются метрические резьбы.

Также часть метчиков изготавливается со срезанной рабочей частью, это нужно для работы с глухими отверстиями. Отдельно следует рассматривать работу с легированными сталями повышенной твердости. Изделия для преодоления этой твердости имеют на рабочей части канавки, расположенные в шахматном порядке либо крест-накрест.

Вернуться к оглавлению

Подбор сверла

Электрическая дрель необходима для выполнения работы по нарезанию внутренней резьбы.

Перед тем как нарезать резьбу метчиком, необходимо сначала просверлить под нее отверстие. Совершенно ясно, что диаметр отверстия должен быть меньше размера метчика, но вот насколько? Существует универсальный способ вычисления этой разницы. Любая резьба характеризуется двумя параметрами:

• диаметр, указывается на инструментах с прописной буквой М впереди, например, М6;
• шаг витков прописан в виде цифры после первого параметра, например, М6х1.

Взглянув на маркировку метчика, легко подобрать сверло для работы. Надо от значения диаметра отнять шаг резьбы, в приведенном примере М6х1 понадобится отверстие размером 6 – 1 = 5 мм. Сверло следует брать обычное цилиндрическое, для обработки металла такие изготавливаются из быстрорежущей стали Р6М5. С целью облегчить подбор размеров в Таблице 1 представлены рекомендуемые диаметры для отверстий самых «ходовых» резьб метрического профиля.

Таблица 1

Поскольку речь идет о ручной обработке металла, то при подборе сверл следует учесть одну особенность. При работе с электрической дрелью, как бы вы ни старались удерживать ее ровно и неподвижно, отверстие будет разбиваться и его размер окажется несколько больше, чем нужно. В результате после прохода метчиком, витки резьбы будут иметь срезанный профиль. При закручивании туда болта появится люфт, а при высоком моменте затяжки витки могут попросту деформироваться. Величина разбивки отверстия зависит от двух факторов:

Зенковки нужны для снятия фасок при нарезании внутренней резьбы.

1. Диаметра, чем он больше, тем сильнее разворачивается отверстие. Например, при D = 5 мм происходит увеличение на 0,08 мм, а при D = 10 мм – уже 0,12 мм.
2. Условий работы. Слесарь может находиться в неудобном положении или на высоте, это вызовет повышенную разбивку отверстия, что потом скажется на качестве соединения.

Проблема решается следующим образом: чтобы внутренняя резьба получилась полнопрофильной, надо изначально взять сверло, диаметр которого на 0,1 мм меньше требуемого. Возможно, что в некоторых случаях вращение метчика будет затруднено, но обычно никаких сложностей не возникает.

Подготовка инструментария

Для выполнения работы по нарезанию внутренней резьбы понадобится:

• средства разметки (рулетка, линейка, карандаш);
• дрель электрическая с набором сверл;
• зенковка для снятия фасок;
• набор метчиков с ручным воротком;
• молоток;
• керн.

Сверла следует заправить (заточить) в соответствии с твердостью обрабатываемого материала. Чем он тверже, тем больше нужно выдержать угол заточки. Во время просверливания и нарезания рабочие части сверл и метчиков нужно обязательно смазывать. Выбор типа смазки зависит от вязкости стали. Для стали обычной и углеродистой подойдет старое сало или солидол, для нержавейки – машинное масло.

Вернуться к оглавлению

Порядок производства работ

Чтобы правильно выполнить весь комплекс работ по нарезанию резьбы, рекомендуется придерживаться определенной последовательности. Это важно, когда нужно обеспечить добрую сотню соединений как при сборке металлических конструкций. Начинать надо с разметки, что производится с помощью рулетки или линейки в соответствии с чертежом. Отмерив указанные расстояния от базовых сторон, в найденной точке ставят метку карандашом. Разметка выполняется для всех отверстий сразу или же для тех, куда работник способен дотянуться, находясь на высоте.

Далее, наставив на намеченное место керн, наносят один рассчитанный и точный удар, чтобы получилось четкое углубление. Естественно, перед началом процедуры керн нужно заточить должным образом. Таким же способом нужно наметить все места будущих отверстий. Затем сверло закрепляется в патроне дрели и смазывается, после чего можно приступить к проделыванию отверстия. Обороты дрели надо заблаговременно отрегулировать, чтобы они были невысокие.

Сверление производится аккуратно, со средним нажимом, держа дрель без перекоса под углом 90° к поверхности. Нельзя допускать шатания электроинструмента в разные стороны, это усиливает разбивку отверстия. Надо учесть, что в момент выхода сверла с другой стороны потребуется некоторое усилие и небольшое увеличение числа оборотов. Если металл толстый, то смазывание рабочей части надо осуществлять во время процесса несколько раз. Когда все отверстия готовы, в патрон вставляется зенковка и снимаются фаски.

Последний этап – нарезание резьбы. Последовательность выполнения этой операции одинакова для всех видов метчиков. Зажав его в воротке и предварительно смазав, конец инструмента вставляют в отверстие, также соблюдая угол 90°. Слегка нажимая на вороток сверху, чтобы первые витки рабочей части могли зацепиться за кромку фаски, делают первый оборот. Дальнейшее вращение идет без нажима по алгоритму: один оборот вперед, пол оборота назад для сброса стружки. С машинными метчиками, выполняющими резьбу за один проход, надо действовать осторожно: инструмент хрупкий и легко ломается. Комплектные изделия идут легче, но тут нужно прогнать резьбу первым номером, потом вторым и так далее.

Резьбовые соединения отличаются простотой, надежностью, дают возможность регулировать затяжку, а также разбирать и со­бирать детали и механизмы. Они получили самое широкое приме­нение в различных механизмах, устройствах, приспособлениях.

Резьба бывает наружная (винт) и внутренняя (гайка). Различают резьбу цилиндрическую треугольную (пилообраз­ную), коническую треугольную, прямоугольную, трапециевид­ную, упорную, круглую. Наиболее широкое применение получила цилиндрическая треугольная или, как ее еще называют, крепеж­ная резьба рисунок №1.

1 - глубина;

2 - вершина; 3 - шаг;

4 -впадина;

5 - наружный диаметр;

6- внутренний диаметр.

Нарезание внутренней резьбы:

Прежде всего, нужно правильно подобрать сверло для высверливания отверстия. Следует знать, что если просверлить под резьбу отверстие диаметром, точно соответствующим внутреннему диаметру резьбы, то металл, выдавливаемый при нарезании, будет давить на зубья метчика, отчего резьба может получиться с рваными нитками, возможна поломка метчика. При сверлении отверстия слишком большого диаметра глубина резьбы получится неполной, а соединение непрочным.
При сверлении глухого отверстия под резьбу его глубину нужно делать несколько больше нарезаемой части, в противном случае резьба получится неполной по длине.

Нарезание резьбы проводят в такой последовательности: намечают кернером место сверления; закрепляют деталь в тисках; высверливают отверстие; вставляют в отверстие метчик (рисунок 2) строго вертикально (по угольнику); надевают на метчик вороток, прижимают его левой рукой к метчику, а правой поворачивают вправо до тех пор, пока метчик не врежется на несколько ниток в металл и не займет устойчивое положение; берут вороток за рукоятки двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые 1-2 оборота. Нарезание резьбы значительно облегчается, если метчиком делать 1-2 рабочих оборота вправо и 1-2 оборота влево; закончив нарезание, метчик вывертывают из отверстия, затем еще раз прогоняют по полученной резьбе.

а -установка метчика в отверстие;

б - наре¬зание резьбы.

Правила работы метчиками:

При нарезании резьбы в глубоких отверстиях, в мягких и вязких металлах (медь, алюминий, бронза и др.) метчик необходимо периодически вывертывать из отверстия и очищать канавки от стружки; нарезать резьбу нужно полным набором метчиков — черновым, средним и чистовым. Средний и чистовой метчики вводят в отверстие без воротка и только после того, как метчик пойдет правильно по резьбе, на головку надевают вороток и продолжают нарезание резьбы;
в процессе нарезания нужно с помощью угольника тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика; место нарезания резьбы следует смазывать маслом.

Нарезание наружной резьбы:

В домашних условиях выполняется плашками вручную.
Диаметр стержня под наружную резьбу должен быть на 0,3- 0,4 мм меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Отклонения от этого правила не допускаются.

Нарезание наружной резьбы круглой плашкой производится в таком порядке:
на верхнем конце стержня снимают фаску, которая обеспечивает врезание плашки в металл;

Стержень зажимают в тисках вертикально так, чтобы выступающий его конец был на 20-25 мм больше длины нарезаемой часта (рисунок №3); на стержень накладывают закрепленную в вороток плашку и с небольшим нажимом вращают так, чтобы плашка врезалась примерно на 1-2 нитки без перекоса. После этого стержень смазывают маслом и плавно вращают вороток на 1-2 оборота вправо и 1/2 оборота влево.

Нарезание резьбы раздвижными призматическими плашками (рисунок №3) выполняют следующим образом: запиливают на конце стержня фаску; устанавливают в клупп плашки; зажимают в тисках стержень; надевают на стержень клупп и плотно сдвигают гайки зажимным винтом; смазывают плашки и стержень маслом; клупп поворачивают на 1 — 1,5 оборота по часовой стрелке, затем на 1-4, 1-2 оборота обратно и так до конца резьбы; нарезав резьбу, клупп свинчивают к концу стержня, поджимают плашки винтом и проходят резьбу вторично; проверяют резьбу гайкой соответствующего диаметра; по окончании работы плашки вынимают из клуппа, очищают от стружки, протирают и смазывают маслом; протирают клупп.

Вопрос о том как нарезать резьбу болта или гайки далеко не праздный. Во время ремонта владельцы квартир и домов сталкиваются с необходимостью реставрации старых резьб анкеров, болтов, гаек или просто резьбы, находящейся в пластинах из металла.

А то и вовсе нужно нарезать новую резьбу на болту или гайке. Для профессиональных токарей или слесарей эта задача не представляет трудностей, однако тот, кто ни разу не сталкивался с подобным процессом нужно вооружиться некоторыми теоретическими знаниями, которые изложены в данной статье.

Прежде чем приступить к практическим действиям по нарезке резьбы необходимо знать основные ее параметры и виды. В строительстве и ремонте жилья в большинстве случаев применяется метрическая резьба. Что это значить? По форме зуба резьба может быть метрическая, дюймовая, прямоугольная, трапецеидальная и т. д.

Характеристики метрической резьбы

Интересующая нас резьба имеет форму треугольника, резьба трапецеидальная – форму трапеции. Кроме того, существует такое понятие, как шаг резьбы, то есть расстояние между ее вершинами: в случае с метрической резьбы – между вершинами треугольника резьбы. И, конечно, к характеристике резьбы нужно отнести ее диаметр.

Рассмотрим вышеописанный абзац на примере резьбы М 12, где буква «М» говорит о том, что резьба метрическая, цифра «12» определяет диаметр резьбы. А где же размер шага? Дело в том, что метрические резьбы делятся на основные и мелкие, и если после цифры не стоит еще какое-нибудь цифровое значение значить резьба основная. А вот если у нас резьба М12 х 1,5 или М 12 х 1,25, то это значить что шаг резьбы 1,5 и 1,25 мм соответственно. Шаг основной резьбы М 12 равен 1,75 мм.

Все эти значения для любых типов резьб можно найти в справочниках или на страницах соответствующих сайтов в интернете. Для внутренних резьб (гаек) существует еще одна справочная величина – диаметр отверстия под резьбу, которую можно узнать там же. Для нашего болта М12 внутренний диаметр гайки должен быть 12 мм минус высота профиля зуба, то есть согласно справочников 10,2 мм. Для мелкой резьбы М 12 х1,25 диаметр соответственно будет меньше – 10,4 мм.

Стоить заметить, что нечто подобное относится и к болту или как его называют в справочниках – к стержню. Опять же для резьбы М 12 диаметр стержня должен быть чуть меньше 11,7 мм, а вот для резьбы М 12 Х 1,25 – 11,9 мм. Если не соблюдать допуски размеров под резьбу как для гайки, так и для болта резьба будет некачественной, прослабленной с одной стороны, а с другой если допуск больше ее просто порвет.

Оснастка и инструмент для нарезки резьбы

Не стоит пугаться слова «оснастка» потому что, по сути, это приспособление где крепится режущий инструмент: метчики и плашка (лерка). В скобках приведено старое название плашки, однако его еще можно встретить. К оснастке относятся воротки довольно простой конструкции куда вставляется метчик для нарезки резьбы в гайках и другой вид приспособление где крепится плашка для нарезки резьбы болта.

Оснастка и режущий инструмент для нарезки резьбы

Метчики, как, впрочем, и плашки изготавливаются из высоко углеродистого чугуна поэтому они хрупки и боятся сильной нагрузки. Нарезка резьбы в гайках в основном осуществляется двумя метчиками: N 1 и N 2. Первый имеет неполную резьбу для предварительной проходки, по следу которой нарезку производит второй метчик.

Метчики для нарезания резьбы

В результате чего резьба получается полной и качественной, а значить будет прочно держать соединение с гайкой. Используется еще один тип метчика, называемого «машинным», который совмещает два номера метчиков.

Плашкодержатель и набор плашек

Казалось бы, удобно, однако этот тип метчика имеет большую длину и неудобен в работе. Используется для нарезки резьбы большой длины. Что касается плашек, то они имеют один номер.

Еще один вид оснастки, без которой процесс нарезки резьбы практически невозможен – это слесарные тиски среднего размера. Что это такое, наверное, объяснять никому не нужно. Единственно, что нужно помнить так это то, что тиски должны быть надежно закреплены.

Приемы нарезки резьбы

Сразу нужно оговориться что в стержне на конце и в отверстии под резьбу в гайке должны быть сняты фаски любым доступным способом. Фаски необходимы для точного захода без перекоса режущего инструмента, то есть метчика и плашки. Далее, зажимаем в вороток предмет для нарезки резьбы, зажимаем стержень или заготовку под гайку с тиски и приступаем к нарезке резьбы.

Нарезание резьбы плашкой

Делается это без применения чрезмерных усилий и обязательно со смазкой, в качестве которой идеально подходит сульфо-фрезол. Однако, если такового не имеется можно использовать эмульсию (раствор минерального масла в воде) или просто растительные масла.

Кстати, если вы решили нарезать резьбу болта из нержавейки или меди – лучшей смазки чем обыкновенное сало не существует, что проверено не раз на практике.

Нарезая резьбу нужно чувствовать метчик или плашку: если они начинают немножко подпружинивать, то есть сильно сопротивляться необходимо вывернуть их и очистить от стружки. Если этим пренебречь режущий инструмент может банально треснуть и вам придется готовить опять новый стержень или заготовку под гайку.

И напоследок: если у вас нет возможности заказать заготовки под болт или гайку у токаря приобретите (металлопрокат в виде круга), который бывает диаметром от пяти до 20 мм, а больше и не надо, потому что резьбу большого диаметра вручную нарезать практически невозможно.